Susumu Tonegawa — Nobelpalkittu: vasta-aineiden monimuotoisuuden löytäjä
Susumu Tonegawa — Nobelpalkittu immunologi (Nobel 1987), joka paljasti vasta-aineiden geneettisen monimuotoisuuden ja mullisti immuunijärjestelmän ymmärryksen.
Tässä japanilaisessa nimessä sukunimi on Tonegawa.
Susumu Tonegawa (s. 6. syyskuuta 1939) on japanilainen tiedemies, joka sai Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 1987.
Hän löysi geneettisen mekanismin, joka tuottaa vasta-aineiden monimuotoisuuden. Vaikka Tonegawa sai Nobelin palkinnon immunologian alalla tekemästään työstä, hän on koulutukseltaan molekyylibiologi. Myöhempinä vuosinaan hän on kiinnittänyt huomiota muistin molekyyli- ja soluperustaan.
Vasta-aineiden monimuotoisuuden ratkaisu
Tonegawa tunnetaan parhaiten adaptiivisen immuunijärjestelmän geneettisen mekanismin selvittämisestä. Jos jokainen vasta-aine olisi yhden geenin koodaama, tarvittaisiin miljoonia geenejä suojaamaan antigeeneiltä. Tonegawan työllä näytettiin kuitenkin, miten pienellä määrällä perimän alueita voidaan valmistaa valtava määrä erilaisia vasta-aineita.
Sen sijaan, kuten Tonegawa osoitti vuonna 1976 alkaneessa käänteentekevässä koesarjassaan, geneettinen materiaali voi järjestäytyä uudelleen muodostaen laajan valikoiman vasta-aineita. Alkuperäisessä artikkelissa mainittu RNA:n liittäminen ei kuvaa tarkasti löydöksen ydintä: keskeinen prosessi on DNA:n somatinen uudelleenjärjestely eli V(D)J-rekombinaatio, jossa eri V-, D- ja J-segmenttejä yhdistetään eri tavoilla muodostamaan vasta-aineiden muuttuva alue.
Vasta-aineiden rakenteessa on "muuttuva alue". Tonegawa vertasi B-solujen (eräs valkosolutyyppi) DNA:ta alkio- ja aikuisilla hiirillä. Hän havaitsi, että aikuisten hiirten kypsissä B-soluissa geenejä siirretään, yhdistetään ja poistetaan, jotta vasta-aineiden muuttuvan alueen monet versiot saadaan aikaan. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että perimän eri osia kootaan yhteen solukohtaisesti eri yhdistelmiksi, mikä luo valtavan määrän mahdollisia antigeenitunnistajia ilman, että genomin koko kasvaisi kohtuuttomasti.
Tutkimusmenetelmät ja vaikutus
Tonegawan kokeissa hyödynnettiin vertailevaa analyysiä: hän erotti DNA:ta eri kehitysvaiheiden soluista ja osoitti, että aikuisten B-solujen vasta-ainerodut poikkeavat embryonaalisten solujen geneettisestä rakenteesta. Tämä antoi suoraa näyttöä siitä, että vasta-aineiden monimuotoisuus syntyy solujen sisäisistä perintötekijöiden muutoksista, ei pelkästään kehon koko genomista löytyvien valmiiden geenien avulla.
Löydöksellä oli laajoja vaikutuksia immunologiaan, genetiikkaan ja bioteknologiaan: se selitti, miten organismi voi tunnistaa lukemattomia vieraita rakenteita ja se muodosti perustan myöhemmälle kehitykselle, kuten monoclonal-vasta-aineteknologioille, immunoterapioille ja ymmärrykselle autoimmuunisairauksista.
Myöhempi työ muistista
Myöhemmin urallaan Tonegawa laajensi tutkimusintressejään immuunologiasta neurotieteisiin ja keskittyi muistin molekyyli- ja soluperusteisiin. Hänen tutkimusryhmänsä on tutkinut mm. muistijälkiä (engrammeja), muistisolujen (memory cell) roolia ja muistamisen aktivoimista kontrolloiduilla kokeilla, joissa käytetään esimerkiksi transgeenisiä eläinmalleja ja tarkkoja neuronien aktivointimenetelmiä. Tämä työ on edistänyt ymmärrystä siitä, miten yksittäiset solut ja synaptiset yhteydet tallentavat ja palauttavat muistoja.
Perintö ja merkitys
Tonegawan löydös on yksi immunologian klassisista läpimurroista. Se yhdistää molekyylibiologian ja immunologian näkökulmat ja osoittaa, miten perinnölliset mekanismit voivat toimia solutasolla tuottaen toiminnallista monimuotoisuutta. Hänen työnsä on edelleen viitekehys, josta nykyaikainen rokote- ja hoitoteknologia ammentaa.
Vaikka tässä artikkelissa on tiivistetty keskeisimmät kohdat, Tonegawan ura ja sen vaikutukset ulottuvat laajalle — sekä perustutkimuksen että soveltavan biolääketieteen alueille.
Kriittinen työ
Kriittinen työ aloitettiin Sveitsin Baselissa ja myöhemmin MIT:ssä. "Työmme ratkaisi pitkään jatkuneen keskustelun vasta-aineiden monimuotoisuuden geneettisestä alkuperästä. Kävi ilmi, että tämä monimuotoisuus syntyy perittyjen geenipätkien somaattisen rekombinaation ja somaattisen mutaation kautta".
Aiheeseen liittyvät sivut
- Luettelo Nobel-palkinnon saajista maittain
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Susumu Tonegawan sukunimi?
V: Susumu Tonegawan sukunimi on Tonegawa.
K: Milloin Susumu Tonegawa on syntynyt?
V: Susumu Tonegawa syntyi 6. syyskuuta 1939.
K: Mistä Susumu Tonegawa sai Nobel-palkinnon vuonna 1987?
V: Susumu Tonegawa voitti vuonna 1987 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon siitä, että hän löysi geneettisen mekanismin, joka tuottaa vasta-aineiden monimuotoisuutta.
K: Millä tutkimusalalla Susumu Tonegawa tunnetaan parhaiten?
V: Susumu Tonegawa tunnetaan parhaiten adaptiivisen immuunijärjestelmän geneettisen mekanismin selvittämisestä.
K: Kuinka monta geeniä tarvittaisiin suojautumiseen antigeeneiltä, jos jokainen vasta-aine olisi yhden geenin koodaama?
V: Jos jokainen vasta-aine olisi yhden geenin koodaama, tarvittaisiin miljoonia geenejä suojautumiseen antigeeneiltä.
K: Minkä prosessin Tonagewan työ osoittaa keinoksi luoda valtavia vasta-ainemääräkokonaisuuksia? V: Tonagewan työ osoittaa RNA:n liittämisen olevan keino luoda laajoja vasta-aineryhmiä.
Etsiä